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时间:2004年9月的一天
地点:河北怀来天漠沙漠
事件:一个巨大的钟形容器旁,废旧降落伞被搭成了一个简易掩体。
身穿连体衣的两个人,在掩体周边活动,寻找水源、追赶猎物,掏出匕首挖野菜和植物根茎。
四周的柴草陆续被搜集起来,不一会儿,篝火点燃了……
不畏蜀道上青天
这是航天员进行野外生存实战演练的一组镜头。
为了完成这次“神舟”六号标准的“双人太空五日游”,航天员必须接受各种各样突破极限的挑战、对各种专业知识 熟稔于心、对各式模拟训练做到游刃有余。针对“神舟”六号飞行任务,航天员要经历怎样的训练?
全力挑战“零失误”
为了完成“神舟”六号的飞行任务,航天员需要掌握的知识和技能大大增加,比如他们要操作100多种飞船上的产 品和设备、熟知飞行程序和任务、熟悉各种协同指挥关系……这些知识和技能集中体现在共30余万字的4种飞行手册中,其 中的每一个字都需要航天员熟记和牢固掌握。飞行手册中的语句十分精练,其中的飞行程序、操作步骤和注意事项等内容,光 靠背是记不住的,要想记得牢就必须在训练实践中悉心体会、不间断地记忆。由于飞行时间的延长和工作任务的增多,飞行过 程中出现应急与故障事件的可能性也相应增加。一旦这些情况出现,就可能需要航天员去排除,甚至有可能需要航天员手控操 纵飞船安全返回地面,这对航天员来说要求相当高。
训练中,仅预想的需要航天员参与处理的飞船系统故障模式就达78种,再加上单项设备可能出现的故障,故障模式 的总数可达200余种。即便是这样,也难穷尽飞行任务中的各种可能,航天员只能通过训练加强对知识和技能的深刻领悟。 同时,航天员还必须克服许多困难。比如“神舟”六号技术状态飞行训练模拟器、环控生保单项训练台、横舱训练器和一些装 船产品都是2005年上半年才陆续到位,航天员在这些设备上真正训练的时间极其有限;由于训练与工程研制同步,航天员 经常要随着技术状态和飞行手册的变化来修正自己的知识和技能,而且不能混淆……
航天员对于技能的掌握“光会了还不行,还要熟练;光熟练了还不行,还要反复熟练”,这让航天员掌握知识和技能 的过程变得异常艰辛和枯燥。仅正常全程序训练,每位航天员都在模拟器上进行了12次、每次约4小时的训练。从2005 年春节到“神舟”六号上天之前,他们没有休过一个完整的节假日,经常夜以继日地训练和学习。除了训练部门安排的训练学 时外,他们还经常利用晚上和节假日时间自行进行手册学习和讨论,并到训练场所进行操作复习。只有这样全身心地投入训练 、不怕艰辛和枯燥,他们对知识和技能的掌握才能达到要求。
为了使航天员能够出色完成任务,在飞行操作中实现“零失误”,教员们从难、从严、从“实战”出发,想尽“招数 ”来“难为”航天员:
有时候,飞行程序训练已经进行到一定程度,但教员事先不告诉航天员当天的训练科目和内容,不论出现什么样的状 况都要求航天员迅速反应、正确处理。航天员必须时刻保持警惕,认真聆听教员指令,仔细观察舱内状况,快速收集和处理信 息,作出及时恰当的判断和操作。这是令人十分紧张和疲劳的事!
有时候,航天员进入模拟器返回舱后,教员在训练前或训练中突然让他们收起手册,完全根据记忆执行正常飞行程序 或进行应急、故障处置,以锻炼和考察航天员对知识和技能的掌握程度以及应变能力;或者,航天员按照分工坐在各自的座椅 内训练,教员会突然在他们毫无准备的情况下,让两人互换位置进行训练……
“吃喝拉撒”重新学
一些在地面上看来非常简单的操作在太空失重环境中变得复杂而有挑战性。吃、喝、拉、撒谁不会?到了太空,一切 都得重新学。
在“神舟”六号飞船里,航天员必须吃食谱食品,饮用复水饮料,进行复水菜操作,使用调味品,进行返回舱与轨道 舱饮水操作,食品加热装置操作以及食品残渣收集操作等13项“吃、喝”操作,这就相应地要求他们掌握13种操作技能。 其中仅食品残渣收集操作就需要4个步骤,而食品加热需要8个步骤,返回舱饮水操作则需要9个步骤。如果航天员要吃一顿 午餐,总共需要完成60余步操作;如果航天员要大、小便,则需要动用10余种产品和设备,并且事先要掌握相应的操作技 能。
航天飞行对这些操作的要求非常高,首要的一点就是保证不污染座舱,以避免给航天员带来安全隐患;其次就是要保 证航天员的生活需要和身体健康。这就需要在地面
心理素质“攻坚战”进行大量严格的训练,包括创造模拟真实环境进行操作,比如要在卧床条件下练习排便等。
整个“神舟”六号飞行任务对航天员心理素质的要求非常高。
首先,载人航天是一项高风险的事业。虽然我们有“神舟”五号的成功经验,但成功并不等于成熟,再加上飞行时间 的延长和飞行任务的复杂,更使“神舟”六号飞行的风险陡增,因此,勇于冒险和直面生死是航天员执行“神舟”六号飞行任 务的首要心理条件。
其次,“神舟”六号任务对航天员的情绪调控能力、危机处理能力、协作配合能力的要求较高,尤其对乘组的整体工 作效能提出了很高的要求。如果航天员不能达标,就很有可能在飞行中出现人为失误。
再次,航天员面临选拔训练的压力,必须顶着压力坚持训练和迎接选拔。由于航天员们上天的愿望非常强烈,训练时 非常投入,他们之间的差别也非常小。从一定意义上说,训练和选拔的过程也是一种心理上的“较量”,看谁能更好地承受这 些心理上的“折磨”,始终保持平和心态,参与训练、迎接选拔。
特色训练量身定
根据“神舟”六号飞行任务的特点,训练部门设置并进行了9大项训练,精心“打造”“神舟”六号航天员。
这9大项训练是:基础理论训练,体质训练,心理训练,航天员环境适应性训练,救生与生存训练,专业技术训练, 有效载荷训练,飞行程序与任务训练和大型联合演练,这九大项训练涵盖了航天员在执行任务时所需要的知识、技能、身体、 心理等方方面面。除了训练的广度外,针对“神舟”六号的特殊之处和重要的操作,航天员还要进行专项训练,比如返回舱舱 门开关和检漏专项训练、大小便收集专项训练等,确保了训练的深度。这其中一些颇具特色的训练有:
□昼夜头朝下
飞船进入轨道的最初几天,航天员体内的血液会因为失重而向头部快速转移,从而引起面部充血、肿胀、鼻塞、头痛 ,视觉和感觉功能改变等,严重影响航天员的生理、心理状态和工作能力,专家把这称为“航天适应综合征”。为了提高航天 员对失重环境的适应性,航天员展开了5天5夜的头低位卧床训练。他们必须在地面上学会在头低位卧床条件下进食、饮水、 清洁个人卫生以及收集垃圾,体验睡袋、防噪声耳塞、工作用品如摄像机等的操作过程。
□练就超耐力
1G是地面标准重力环境,人类的身体结构和各系统的调节功能对此已经相当适应。乘飞船升入太空或返回时,航天 员一般会遇到小于5G的过载作用,若做应急飞行的话,就可能会遭遇更大的过载作用;一旦飞船在轨运行,航天员就不再受 到重力的作用,完全进入失重状态。在如此复杂的环境中,航天员体内的血液会沿超重作用方向迅速转移并重新分配。当航天 员返回地面,由于体内血液重新向足部转移,他们往往会出现头晕、黑视甚至晕厥等明显的立位耐力低下症状,有的航天员甚 至难以较快地适应地球1G的重力环境。“神舟”六号飞船在太空中停留的时间较长,这自然会影响航天员返回后的立位耐力 。为此,教员着重从超重耐力、头低位耐力和前庭器官耐力3个方面对航天员进行强化训练。
超重耐力训练主要在离心机上进行,最大负荷达到8个G,相当于在航天员的胸部压了8个成人的重量,而且持续时 间要达到40秒。
训练前庭功能可以采取主动和被动两种形式来进行。主动形式的训练一般要结合体质训练在滚轮、旋梯、弹性跳网等 设备上进行,这些训练设备能对航天员的前庭感受器施加各种变加速度和体位改变的刺激。长时间的训练之后,航天员身体的 协调性和保持姿态平衡的能力就会得到提高,前庭功能稳定性也会有所提升。被动形式的训练则是借用一些专用设备,比如秋 千、转椅等,让航天员按照一定程序被动地承受线性加速度、角加速度、科氏加速度等外部刺激,达到提高前庭器官稳定性的 目的。
血液重新分布训练要在自动立位转床上进行。立位转床不断地变换航天员的体位,刺激他们的机体心血管系统对血液 分布的调节能力,减缓失重或模拟失重时血液的头向转移,让他们适应失重环境,减轻头面部充血、肿胀、鼻塞、头痛等症状 。
这3项训练说起来很轻松,其实它们都是在挑战人的生理极限,称得上是航天员的“铁人三项”。超重训练能把航天 员脸部被拉得变形,而前庭功能训练和血液重新分布训练能让航天员脸色苍白、恶心呕吐、头晕、头痛,再训练有素的航天员 都不一定每回都招架得住。
□荒漠求生存
沙漠野外生存是航天员必须掌握的一门救生技能。每次训练时,航天员分成两人一组,在沙漠里一呆就是24个小时 。航天员模拟的是乘飞船应急返回时在沙漠地区着陆后的情景。
航天员首先要使用救生电台、卫星定位仪、卫星电话等进行初期的求救联络,然后察看四周地形,利用自然条件、所 带装备和返回舱、降落伞等搭建遮阳、保温的掩体,在沙漠里生起篝火,烧水,煮食物。之后,航天员会想方设法地进行近距 离求救联络,根据指北针、卫星定位仪显示方位,确定转移与行走的路线和方向,制作简易路线图、背包和拐杖,配带防风尘 太阳镜、救生电台、卫星定位仪、自卫手枪和生存刀,按照预先确定好的路线行走0.5~1小时,到达预定地点。
□眼神能说话
为了完成“神舟”六号飞行任务,航天员有针对性地参加了沟通能力、支持合作能力、乘组角色认知等心理相容性训 练。分组后,航天员在接纳他人的同时,在认知和情感层面上建立自信,学会与人沟通、与他人建立合作关系。
在各种任务训练现场,大家都能看到乘组成员互相关注,互相确认操作效果,互相支持、沟通顺畅的场面,仅仅交换 一个眼神,他们就能准确地传达信息,整个乘组的工作效能自然能实现1+1>2的效果。